Hasil Nilai Resistivitas FeSe - Hasil dan Analisis Uji Cryogenic

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.2 Hasil dan Analisis Uji Cryogenic

4.2.1 Hasil Nilai Resistivitas FeSe

4.2.1a Hasil Nilai Resistivitas FeSe Metode Vacuum Pada Temperatur 845⁰C Sampel FeSe di sintesis menggunakan metode vacuum dengan penambahan Mn dan KI pada variasi komposisi dopan 0%,1%,2% dan 5 % berat yang disintering pada temperatur 845⁰C selama 3 jam dengan heating rate 7⁰C/menit. Variasi komposisi sampel FeSe dengan penambahan Mn dan KI yang telah disintering pada metode ini dianalisa secara kualitatif dan kuantitatif untuk mengetahui komposisi dan dopan yang lebih efektif serta sifat superkonduktivitas material sampel FeSe tersebut. Hasil uji cryogenic pada sampel FeSe diperoleh nilai resistivitas dan temperatur ktitis (Tc). Data yang diolah menggunakan software KaleidaGraph 4.0.

yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 4. 8 Grafik hubungan resistivity terhadap perubahan temeratur FeSe dopan Mn (0%, 1%,2% dan 5% berat) menggunakan metode vacuum temperatur

845⁰C

Gambar 4.8 merupakan grafik hasil pengujian resistivitas material FeSe yang disintesis dengan variasi komposisi dopan Mn menggunakan metode vacuum pada

bahwa sampel penambahan Mn 1%, 2% dan 5% menunjukkan fenomena superkonduktor. Hal ini ditandai dengan penurunan nilai hambatan listrik secara tajam pada temperatur tertentu dan adanya Tconset akan tetapi pada ketiga sampel tidak menunjukkan adanya Tczero. Gambar 4.8 di atas pada kuva (a) menampilkan normalisasi uji resistiviy dari ketiga sampel tersebut yang bertujuan mengetahui pergeseran temperatur transisi setiap sampel. Semakin landai kurva yang dihasilkan, maka sampel tersebut lebih dominan terhadap fasa impurity dari pada fasa utama.

Hasil pengamatan kurva di atas bahwa penambahan unsur Mn berlebih sebesar 2% menunjukkan hasil yang lebih maksimal dibanding penambahan Mn 1% dan 5%, dimana terlihat dari hasil normalisasi sampel penambahan Mn 2%

persen kurva pada teperatur transisi terlihat lebih curam dan memiliki nilai resistivity (ρ) lebih kecil sebesar 0.0206 Ω.mm dari penambahan Mn l% dan 5%

berat. Hal ini juga ditandai dari hasil XRD bahwa fasa utama superkonduktor FeSe lebih dominan pada penambahan Mn 2% berat, sehingga penambahan Mn sebesar 2% berat sebagai doping pada material FeSe terkonfirmasi dapat memperbaiki sifat superkonduktivitas material FeSe menggunakan metode vacuum pada temperatur 845⁰C.

Hasil pengujian nilai resistivitas secara kualitatif sampel FeSe yang disintesis dengan variasi komposisi dengan penambahan KI dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 4. 9 Grafik hubungan resistivity terhadap perubahan temperatur FeSe dopan KI (0%, 1%,2% dan 5% berat) menggunakan metode vacuum temperatur

845⁰C

Hasil Gambar 4.9 menunjukkan bahwa analisis secara kualitatif pada penambahan KI dengan variasi komposisi 0%,1%,2% dan 5% berat sampel menunjukkan tidak semua sampel menghasilkan kurva superkonduktor dan memiliki temperatur kritis (Tc). Hasil identifikasi gambar 4.9 (f) menunjukkan bahwa sampel YV33 penambahan KI sebesar 5% menunjukan material FeSe bersifat non superkonduktor, hal ini terlihat bahwa kurva yang dihasilkan sampel berbentuk semikonduktor dan nilai resistivity pada sampel YV33 bernilai besar.

Penambahan unsur KI sebesar 1% dan 2% mempunyai fenomena superkonduktor, ditandai dengan penurunan nilai hambatan listrik secara tajam pada temperatur tertentu yang biasa disebut Tconset.

Tabel 4. 7 Hasil suhu kritis (Tc), resistivitas (ρ) dan RRR temperatur 845⁰C Composition Kode Sampel Temperature Tc (K) ρ(Ω.mm) RRR

FeSe YV11 845°C - - -

FeSe+Mn 1% YV21 845°C 11.6 0.0288 3.59

FeSe+Mn 2% YV22 845°C 10.2 0.0206 3.87

FeSe+Mn 5% YV23 845°C 14.7 0.275 2.36

FeSe+KI 1% YV31 845°C 10.6 0.0613 2.61

FeSe+KI 2% YV32 845°C 10.3 0.0808 2.54

Tabel 4.7 merupakan hasil analisa secara kuantitatif temperatur kritis (Tc), nilai resistivity (ρ) dan nilai RRR (Residual Resistivity Ratio) sampel FeSe dengan penambahan Mn dan KI menggunakan metode vacuum yang telah disintering pada temperatur 845⁰C selama 3 jam dengan heating rate 7⁰C/menit. Tabel tersebut menunjukkan bahwa sampel penambahan Mn sebesar 2% memperoleh Tc sebesar 10.2 K, dengan nilai resistivity (ρ) paling kecil dan nilai RRR paling besar yaitu 3.87 menujukkan bahwa sampel YV22 memiliki sifat superkonduktivitas yang lebih baik. Nilai RRR mendeskripsikan bahwa semakin besar nilai RRR yang dihasilkan suatu sampel maka semakin besar kemurnian superkonduktivitas (Imaduddin et al., 2014). Sedangkan Nilai Tc tertinggi dari semua sampel metode vacuum pada temperatur sintering 845°C didapatkan pada sampel YV23 dengan penambahan Mn 5% berat.

Hasil uji cryogenic pada temperatur 845°C menggunakan metode vacuum ini selaras dengan hasil uji XRD yang menjelaskan bahwa sampel FeSe dengan penambahan Mn dan KI dengan persentasi berat tidak lebih dari x5wt.% material FeSe bersifat superkonduktor. Hal ini juga ditandai dengan fasa β-FeSe yang yang lebih dominan dan kurva superkonduktor yang dihasilkan pada sampel uji resistivity pada sampel tersebut.

4.2.1b Hasil Nilai Resistivitas FeSe Metode Vacuum Pada Temperatur 745⁰C Sampel FeSe disintesis menggunakan metode vacuum dengan penambahan Mn (0%,1%,2% dan 5 % berat) dan KI pada variasi komposisi dopan 0% dan 1%

berat yang disintering pada temperatur 845⁰C selama 3 jam dengan heating rate 7⁰C/menit. Variasi komposisi sampel FeSe dengan penambahan Mn dan KI yang telah disintering pada metode ini dianalisa secara kualitatif dan kuantitatif untuk mengetahui komposisi dan dopan yang lebih efektif serta sifat superkonduktivitas material sampel FeSe tersebut. Hasil uji cryogenic pada sampel FeSe diperoleh nilai resistivitas dan temperatur ktitis (Tc). Data yang diolah menggunakan software KaleidaGraph 4.0. yang dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Gambar 4. 10 Grafik hubungan resistivity terhadap perubahan temperatur FeSe dopan Mn (0%, 1%,2% dan 5% berat) dan KI (1% berat) menggunakan metode

vacuum pada 745⁰C

Gambar 4.10 merupakan grafik hasil pengujian resistivitas material FeSe yang di sintesis dengan variasi komposisi 0%,1%,2% dan 5 % berat dopan Mn menggunakan metode vacuum pada temperatur 745⁰C. Hasil kualitatif dari semua sampel menunjukkan bahwa semua sampel mempunyai fenomena superkonduktor, ditandai dengan penurunan nilai hambatan listrik secara tajam pada temperatur tertentu yang biasa disebut Tconset. Hasil Gambar 4.10 pada kurva (g) terlihat penambahan Mn 1% berat memiliki Tconset=15.6K dan reisistivity (ρ)=0.0928 Ω.mm yang paling kecil, namun terlihat bahwa kurva normalisasi menunjukkan

lebih kecil dan temperatur critical lebih besar, namun penambahan Mn 1% berat memiliki fasa impurity yang lebih dominan dibanding fasa utama superkonduktor FeSe.

Tabel 4. 8 Hasil suhu kritis (Tc), resistivitas (ρ) dan RRR temperatur 745⁰C Composition Kode Sampel Temperature Tc (K) ρ(Ω.mm) RRR

FeSe V11 745°C 12 0.0381 3.4927

FeSe+Mn 1% V21 745°C 15.6 0.0928 2.62

FeSe+Mn 2% V22 745°C 12.2 0.54 2.04

FeSe+Mn 5% V23 745°C 14.3 6.38435 1.38

FeSe+KI 1% V31 745°C - - -

Hasil dari Tabel 4.8 menunjukkan penambahan unsur Mn berlebih pada material FeSe menggunakan metode vacuum dengan temperatur sintering 745°C belum dapat meningkatkan Tconset material FeSe. Selain itu, Tczero pada semua material FeSe metode vacuum pada temperatur 745°C juga belum dapat tercapai sama seperti perlakuan temperatur sintering 845°C. Penambahan Mn sebagai dopan pada komposisi 5% berat pada material FeSe diindikasi belum dapat memperbaiki sifat superkonduktivitas secara maksimal pada material FeSe meskipun menunjukkan kurva superkonduktor.

Dalam dokumen SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERKONDUKTOR FeSe DENGAN PENAMBAHAN Mn DAN KI MELALUI PROSES SINTERING SECARA VACUUM DAN POWDER IN SEALED TUBE TESIS (Halaman 71-76)